EP3440977A1 - Bodenreinigungsroboter mit energiespeichermanagementsystem - Google Patents

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EP3440977A1
EP3440977A1 EP18186966.0A EP18186966A EP3440977A1 EP 3440977 A1 EP3440977 A1 EP 3440977A1 EP 18186966 A EP18186966 A EP 18186966A EP 3440977 A1 EP3440977 A1 EP 3440977A1
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EP
European Patent Office
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energy
operating
control device
soil cultivation
operating parameter
Prior art date
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EP18186966.0A
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English (en)
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David Erkek
Georg Hackert
Gerhard Isenberg
Roman Ortmann
Andreas Schmidt
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
Original Assignee
Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Publication date
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    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Definitions

  • the invention relates to a harrow with at least one electrical load, a battery for powering the electrical load and a control device for controlling the harrow.
  • the invention relates to a method for operating a soil cultivation device with at least one electrical load, an accumulator for supplying energy to the electrical load and a control device for controlling the soil cultivation device.
  • Tillage equipment of the aforementioned type are known in the art in a variety of different embodiments. These may be, for example, cleaning equipment, polishers, lawnmowers or others.
  • the harrow may be a self-propelled harrow in the form of a mobile robot.
  • the accumulator of the harrow is used to power electrical loads. Depending on the amount of energy required during the working operation, it may happen that an energy requirement is greater than an amount of energy stored in the accumulator, so that the accumulator must be recharged in order to continue working or complete.
  • JP 2006-020830 A discloses, for example, a self-propelled cleaning robot in which a cleaning time required for a cleaning cycle is calculated, a necessary accumulator capacity is calculated from the required cleaning time and compared with an available charging capacity, wherein, if the current charging capacity is insufficient, a recharge of the Accumulator for the required residual cleaning time is caused.
  • the disadvantage here is that the operating activity must be terminated in order to reload the accumulator of the cleaning device to the extent that a residual cleaning still due can be completely completed.
  • the recharging of the battery costs on the one hand time, on the other hand, the battery life is adversely affected by frequent recharging.
  • control device is set up to determine an anticipated energy demand of one or more consumers for carrying out and complete termination of a predefined operating activity, to compare the anticipated energy requirement with an amount of energy stored in the accumulator, and in the event that the stored energy is less than the energy demand, the energy requirement by adjusting one or more operating parameters to reduce the operating activity in order to successfully carry out the operations.
  • a battery charge required for a particular complete operating task of the harrow is calculated, and then, if a currently insufficient battery charge is determined, an operating parameter of the operating activity, including device parameters of the harrow, adjusted to the currently available battery charge the planned operation complete completely and successfully.
  • the amount of energy actually available within the rechargeable battery which depends on the state of the rechargeable battery and its current charging capacity, permits a statement as to whether the planned operating activity can be carried out completely or with changed operating parameters. If an available amount of energy of the accumulator is not sufficient even with varied operating parameters in order to carry out the operation successfully, it is of course also possible to interrupt the operating activity in order to first charge the accumulator during a rest phase.
  • the adaptation of the operating parameter includes an adaptation of an operating parameter of an electrical load and / or a processing means used for a tilling operation and / or an adaptation of a processing mode of the tillage implement.
  • the operating activity can thus be varied in different ways so that less energy is needed to carry out the tillage operation.
  • an electrical load for example a drive motor
  • an Eco mode which requires a smaller amount of energy than a commonly used standard mode.
  • an operation such as a cleaning operation of the cultivator may also be varied by switching from a wet cleaning mode to a dry cleaning mode, such that, for example, no pump is needed to convey liquid to a surface to be cleaned.
  • the varied operating parameters may be selected from the group: operation or non-operation of an electrical load, speed of a drive motor for a drive of the tillage device, speed of a drive motor for a soil working element, speed of a drive motor of a fan, operation or non-operation of a liquid applicator.
  • electrical consumers of the harrow can either be completely switched off or operated with different device parameters.
  • an electric motor can be varied so that its speed is reduced and, accordingly, a required amount of energy decreases.
  • Electrical consumers of the tillage implement may be, for example, drive motors for wheels of the tillage implement, for driven tillage elements, for a suction fan or even a pump of a liquid applicator.
  • the drive motors can be operated in different modes, such as an Eco mode, a boost mode with increased cleaning performance and more.
  • Each operating mode can be assigned different operating parameters which influence, for example, a suction power, brushing power and / or travel speed of the soil cultivation device. The influence however, only to such an extent that the tillage operation can still be successfully completed.
  • provision may be made for a plurality of operating parameters to be adapted, so that not only an electrical load saves the required amount of difference energy, but several electrical consumers in common.
  • the control device is set up to vary an operating parameter for a defined spatial subarea of an environment.
  • the defined spatial subarea may, for example, be a room of an apartment comprising several rooms, which is treated with different operating parameters than one or more other spatial subareas of the apartment.
  • This embodiment is particularly advantageous in a self-propelled soil cultivation device which has a navigation and self-locating device for automatic locomotion within the environment.
  • a mapping of spatial sub-areas by, for example, a laser distance system or an image capture device done, or by a user input to the harrow itself or via an external terminal, which is for example a mobile device such as a smartphone or tablet computer, in communication with the soil cultivator stands.
  • an environment map for the soil cultivation device can be created, which is used by the navigation and self-locating device.
  • the control device can preferably also access this environment map in order to select a spatially limited subarea in which one or more operating parameters can be varied in order to reduce a total energy requirement of the soil cultivation device.
  • the control device can select such a spatial partial area, which usually has less contamination than other spatial partial areas.
  • the spatial subarea also be selected according to the type and / or number of obstacles located there and / or depending on the nature of a floor covering, which require a larger energy input for example, the locomotion of the harrow.
  • the control device is set up to spatially alternate an operating parameter with respect to several defined spatial subregions, so that an operating parameter is adjusted during a first operating activity in a first subarea and the operating parameter during a second operating activity in a is adapted from the first partial area different second partial area.
  • a uniform tillage performance can be achieved, so that an operating parameter is not always adjusted in the same subarea, but rather uniformly distributed in all subregions over a certain operating life of the tillage implement.
  • an Eco mode may be applied in one of several subareas, while the remaining subareas are treated with a standard mode.
  • an eco-mode can then be set in another spatial subarea. This selection can be changed, for example, with each new operation.
  • the soil cultivation device has a detection device which is set up to detect an environmental parameter influencing the energy requirement and to transmit it to the control device.
  • the environmental parameters influencing the energy requirement may for example be a property of a surface to be machined.
  • the detection device may particularly preferably have a soil sensor which can determine a soil type, soil structure, type of contamination, a degree of contamination or other parameters of the surface to be processed.
  • the parameters may optionally be adjusted and / or supplemented by a user.
  • the energy requirement of the soil cultivation device can then be determined. At high levels of contamination, for example, a more intensive cleaning activity is necessary than with almost clean floor surfaces.
  • the control device preferably first checks whether the tillage, in particular a cleaning, with the selected operating parameters and with the available amount of energy is possible. This check can be carried out such that the harrow first performs a processing with the usual operating parameters and thereby determines an energy requirement for individual spatial subregions. From this, a total energy consumption is determined and compared with the available amount of energy. If the control device determines that the required total energy requirement is greater than the available amount of available energy, the control device can adapt the operating parameters for specific spatial subregions, so that an operating activity in all spatial subregions of the environment is possible with the amount of energy stored in the rechargeable battery, without having to recharge. As explained above, this can be achieved, for example, by a change in the travel speed of the cultivator, or also by a quick cleaning of the spatial subregions and the like.
  • control device is assigned a data memory which contains reference data for an anticipated energy requirement for carrying out a predefined operating activity.
  • data from temporally preceding tillage operations can be stored in the data store so that the control device can determine an expected energy consumption in, for example, defined spatial subregions and can calculate therefrom a total energy consumption for a plurality of subregions of an environment.
  • typical energy consumption for specific device parameters, operating parameters, soil types and / or surfaces to be processed can be stored, from which the control device can then determine an anticipated energy requirement with knowledge of the surface currently to be processed.
  • the control device of the harrow can also receive control commands from a central control device, which is arranged outside the harrow and is in communication with the control device of the harrow via a wireless connection.
  • a wireless communication link such as WLAN, Bluetooth or ZigBee is advantageous for this purpose.
  • the central control device may be a local device of an external device or else a device of a cloud server system.
  • the data memory associated with the control device can be a separate data memory of the soil cultivation device or else an external data memory.
  • the invention further proposes a method for operating a soil cultivating device which has at least one electrical load, an accumulator for supplying energy to the electrical load and a control device for controlling the soil cultivating device, wherein the control device has an anticipated energy requirement of one or more Determines consumers to carry out and complete the completion of a predefined operation, comparing the energy demand with an amount of energy stored in the accumulator and the energy requirement in the event that the amount of energy stored is less than the energy requirement reduced by adjusting one or more operational parameters of the operation to successfully perform the operation.
  • the method is used, in particular, for operating a soil cultivation device described above, so that the features and advantages explained in relation to the soil cultivation device also apply simultaneously to the method according to the invention.
  • an operating parameter of an electrical load is varied, a working means used for a tilling operation being a working mode of the tillage implement.
  • control device varies an operating parameter for a defined spatial subarea of an environment.
  • control device spatially alternately adjusts an operating parameter with respect to several defined subregions, so that an operating parameter is adjusted during a first operating activity in a first subarea and the operating parameter during a second operating activity in one of the first Subarea is adapted to different second subarea.
  • control device can monitor the actual energy requirement of the cultivator from the beginning of the cleaning operation and to obtain the expected result by a permanent comparison with the result of the calculation of the expected at the beginning of the cleaning operation Energy demand determines whether the forecast was more appropriate or whether there are unexpected deviations that require further adjustment of operating parameters.
  • the energy consumption during the operation of the soil cultivation device may be stored in the form of an energy envelope in the data memory of the controller.
  • This energy envelope comprises a sequence of energy consumption values stored according to the time path, which are smoothed over an additional calculation step. Based on comparative considerations of such energy envelopes, which are stored for all spatial subregions, the control device of the harrow can determine a spatial subarea before starting an operation that can be optimally cleaned with the available amount of energy and in this way an adaptation thereto by a selection make appropriate spatial sections.
  • a power map may be created by the harrow that is an additional map to the map of the area created by the cleaner.
  • the energy map represents the actual energy consumption of the harrow at any traveled position in the environment.
  • the energy map may be displayed to a user on an external terminal, such as a cell phone, laptop, or the like.
  • the energy values can be represented by a corresponding color value, so that similar to a thermographic representation It can be easily recognized at which point in a room a particularly high or low energy consumption has taken place.
  • the user can, for example, define spatial subregions that may be excluded for a future cleaning trip under energy-saving criteria.
  • a user-made identification and, where appropriate, elimination of possible reasons for a high energy demand is also conceivable.
  • moving chairs off a table or placing a vase in the environment can positively influence the traversing strategy of the cultivator so that simplified and energy-saving operation is possible with fewer shunting maneuvers.
  • FIG. 1 shows in a partially broken perspective view of a harrow 1, which is designed as a self-propelled moving robot.
  • the harrow 1 has motor-driven wheels 11 for locomotion of the harrow 1 within an environment.
  • the soil cultivation device 1 has a navigation device with a distance measuring device 12, which here for example as optical Triangulationsmess Surprise is trained.
  • the distance measuring device 12 measures distances to obstacles present in the environment, such as furniture, walls persons.
  • a control device 4 of the soil cultivation device 1 creates from the distance measurement data an environment map of the environment, on the basis of which the soil cultivation device 1 can orient itself during locomotion.
  • the control device 4 is further associated with a data memory 10, in which on the one hand a created map of the environment can be stored, and on the other hand cleaning profiles with operating parameters of the operating device of the soil cultivation device 1, ie a cleaning of a surface.
  • the harrow 1 has a soil working element 5, which here is a cleaning roller (not shown) driven by a cleaning roller, which sweeps over a surface to be processed.
  • the electric motor is an electrical consumer 2 in the sense of illustration.
  • the cultivator 1 has a likewise driven by an electric motor blower 6, which is a main component of a suction device, by means of which the soil cultivation device 1 can suck in dust and dirt from a surface to be cleaned in a suction chamber.
  • the electric motor of the blower 6 is also an electrical consumer 2 of the tillage implement 1.
  • the harrow 1 has accumulators 3, which can be charged, for example, to a base station for the harrow 1.
  • the soil cultivating device 1 has a detection device (not shown) on the underside, that is to say on a side of the housing facing in the direction of the surface to be processed, which is set up to detect environmental parameters such as properties of the surface to be processed. These include, for example, a type of soil and a degree of pollution of to be machined surface.
  • the detection device here has, for example, an image capture device which records images of the bottom surface.
  • the control device 4 compares the images recorded by the detection device with reference images in order to be able to conclude on a type of soil and a degree of contamination of the surface.
  • the data memory 10 may contain table-like operating parameters relating to certain types of soil, pollution levels and certain spatial subareas 7, 8, 9 of a surface to be cleaned, for example rooms of an apartment, which are usually suitable for processing such a surface with such degrees of contamination. Furthermore, these operating parameters are assigned an indication of an anticipated energy requirement of the consumers 2 required for operating the soil cultivation device 1, d. H. the drive motor driving the wheels 11, the drive motor driving the blower 6, and the drive motor driving the soil working element 5.
  • first cleaning profiles for certain operations of the harrow 1 are set, which contain one or more operating parameters.
  • the cleaning profiles here include, for example, various cleaning modes, namely a relatively energy-saving Eco mode and a boost mode with increased consumer energy demand 2.
  • the different cleaning modes are characterized by different operating parameters, such as a certain suction power of the blower 6, a certain cleaning performance of the Soil cultivation element 5 or a certain speed of the soil tillage implement 1 by means of the driven wheels 11.
  • a cleaning mode or a cleaning profile and a certain cleaning specify, for example, a dry cleaning of the surface to be cleaned by means of the blower 6 and the soil working element 5 or a wet cleaning, in which a cleaning liquid is applied to the soil cultivation element 5, the surface to be cleaned.
  • spatial partial areas 7, 8, 9 of the premises to be cleaned are detected by means of the distance measuring device 12 or alternatively transferred to the soil cultivation device 1 by an input on the soil cultivation device 1 or an external terminal in communication with the soil cultivation device 1.
  • environmental parameters which influence the energy demand of the consumers 2 can be detected by means of the detection device.
  • the detection recognition for example, optically or alternatively acoustically perform a ground detection. If appropriate, the detection results can be adapted or supplemented by a user of the soil cultivation device 1.
  • the control device 4 of the harrow 1 checks whether a selected by the user operation, ie, for example, a certain cleaning mode, can be done with the current state of charge of the battery 3, ie whether in the Accumulator 3 stored amount of energy to perform the operation using defined operating parameters. This check can be carried out such that the harrow 1 initially performs a processing with the preset standard operating parameters and thereby determines an energy consumption of the consumer 2 within the individual spatial subregions 7, 8, 9. From the required amounts of energy is a total energy consumption for all consumers 2 of the harrow 1 and compared with the amount of energy stored in the accumulator 3.
  • a selected by the user operation ie, for example, a certain cleaning mode
  • control device 4 determines that the total energy consumption is higher than the stored energy quantity of the accumulator 3, the control device 4 adapts the operating parameters for, for example, two spatial partial areas 7, 8 of all partial areas 7, 8, 9 to be cleaned. As a result, a cleaning of all spatial sections 7, 8, 9 with the currently stored amount of energy is possible.
  • the changed operating parameter here is, for example, the change (increase) in an average travel speed of the soil cultivation device 1 during the cleaning operation, so that the overall result is a shorter overall time for a cleaning operation. This results in a quick cleaning of the spatial sections 7, 8, which requires a lower total amount of energy.
  • a rough cleaning can be provided, in which the driving strategy of the harrow 1 is adjusted so that possibly only the main surfaces of a region to be cleaned to be cleaned while hard to reach areas, for example, below a dining table group with chairs, which a variety of maneuvering steps does not require cleaning.
  • Cleaning of room corners with a large number of forward and backward movements can also be carried out less thoroughly in favor of evenly executable cornering, resulting in a corner area which does not run over and remains uncleaned and which can be tolerated by a user in terms of rough cleaning.
  • a cleaning profile with respect to the spatial subregions 7, 8, 9 alternates, so that the cleaning quality remains homogeneous within all spatial subregions 7, 8, 9 (based on a longer service life of the harrow 1).
  • a user of the tillage device 1 or an external device in communication therewith it is also possible for a user of the tillage device 1 or an external device in communication therewith to have a need for adaptation the operating parameters is informed and then the user can agree to a proposal for operating parameters or reject it.
  • an energy demand could also be increased in the short term if a dust sensor detects a local, temporary increased amount of dirt.
  • a detection device of the soil cultivation device 1 can determine in which state the accumulator 3 is, d. H. what current load capacity this has and how an aging condition is. From this, the available currently stored amount of energy can be determined. This information may be collected continuously or at random or specified time intervals.
  • the tillage implement 1 determines typical energy consumptions of the consumers 2 from previous operations. Furthermore, typical energy consumption for specific operating parameters, soil types, pollution levels and the like can be stored, from which the control device 4 can then determine an energy requirement, for example, depending on a known soil type and depending on selected operating parameters.
  • the control device 4 can basically be a local control device 4 of the soil cultivation device 1 or else an external central unit which is arranged outside the soil cultivation device 1 and which is in communication connection with the soil cultivation device 1 via a wireless or wired communication channel.
  • the central unit can be part of a cloud server system, for example.
  • the control device 4 determines that the amount of energy stored in the accumulator 3 is insufficient to completely execute the desired cleaning profile in all partial areas 7, 8, 9. The control device 4 then changes the cleaning profile - as in FIG.
  • the further spatial subarea 9 is still treated in a boost mode.
  • the boost mode can be used alternately in time in the other spatial subregions 7, 8, so that the spatial subregion 7, 8, 9, which with the Boost mode is handled, changes from operations to operations.
  • either the spatial partial area 7 or the spatial partial area 8 is then treated with a boost mode, while the other spatial partial areas 8, 9 and 7, 9 are then treated with the Eco mode.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät (1) mit mindestens einem elektrischen Verbraucher (2), einem Akkumulator (3) zur Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers (2) und einer Steuereinrichtung (4) zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes (1). Um ein Nachladen des Akkumulators (3) während einer Betriebstätigkeit zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, einen voraussichtlichen Energiebedarf eines oder mehrerer Verbraucher (2) zur Durchführung und vollständigen Beendigung einer vordefinierten Betriebstätigkeit zu ermitteln, den voraussichtlichen Energiebedarf mit einer in dem Akkumulator (3) gespeicherten Energiemenge zu vergleichen und in dem Fall, dass die gespeicherte Energiemenge geringer ist als der Energiebedarf, den Energiebedarf durch eine Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter der Betriebstätigkeit zu reduzieren, um die Betriebstätigkeit erfolgreich auszuführen.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Bodenbearbeitungsgerät mit mindestens einem elektrischen Verbraucher, einem Akkumulator zur Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers und einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Bodenbearbeitungsgerätes mit mindestens einem elektrischen Verbraucher, einem Akkumulator zur Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers und einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes.
    • Stand der Technik
  • Bodenbearbeitungsgeräte der vorgenannten Art sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt. Es kann sich beispielsweise um Reinigungsgeräte, Poliergeräte, Rasenmähgeräte oder andere handeln. Das Bodenbearbeitungsgerät kann insbesondere ein sich selbsttätig fortbewegendes Bodenbearbeitungsgerät in der Form eines mobilen Roboters sein.
  • Der Akkumulator des Bodenbearbeitungsgerätes wird verwendet, um elektrische Verbraucher mit Energie zu versorgen. Je nach der Menge der während des Arbeitsbetriebs benötigten Energie kann es vorkommen, dass ein Energiebedarf größer ist als eine in dem Akkumulator gespeicherte Energiemenge, so dass der Akkumulator nachgeladen werden muss, um den Arbeitsbetrieb fortsetzen oder vollständig ausführen zu können.
  • Die Druckschrift JP 2006-020830 A offenbart beispielsweise einen sich selbsttätig fortbewegenden Reinigungsroboter, bei welchem eine für einen Reinigungszyklus benötigte Reinigungszeit berechnet wird, wobei aus der benötigten Reinigungszeit eine erforderliche Akkumulatorkapazität errechnet und mit einer zur Verfügung stehenden Ladekapazität verglichen wird, wobei, falls die aktuelle Ladekapazität nicht ausreicht, eine Nachladung des Akkumulators für die benötigte Restreinigungszeit veranlasst wird.
  • Nachteilig dabei ist, dass die Betriebstätigkeit beendet werden muss, um den Akkumulator des Reinigungsgerätes zunächst soweit nachzuladen, dass eine noch fällige Restreinigung vollständig abgeschlossen werden kann. Das Nachladen des Akkumulators kostet einerseits Zeit, andererseits wird durch häufiges Nachladen die Lebensdauer des Akkumulators nachteilig beeinflusst.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bodenbearbeitungsgerät so weiterzubilden, dass eine Betriebstätigkeit auch bei Feststellen einer nicht ausreichenden Energiemenge des Akkumulators fortgesetzt werden kann, so dass erst nach vollständiger Ausführung der Betriebstätigkeit ein Nachladen des Akkumulators erfolgen muss.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, einen voraussichtlichen Energiebedarf eines oder mehrerer Verbraucher zur Durchführung und vollständigen Beendigung einer vordefinierten Betriebstätigkeit zu ermitteln, den voraussichtlichen Energiebedarf mit einer in dem Akkumulator gespeicherten Energiemenge zu vergleichen und in dem Fall, dass die gespeicherte Energiemenge geringer ist als der Energiebedarf, den Energiebedarf durch eine Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter der Betriebstätigkeit zu reduzieren, um die Betriebstätigkeit erfolgreich auszuführen.
  • Erfindungsgemäß wird somit eine für eine bestimmte vollständige Betriebsaufgabe des Bodenbearbeitungsgerätes benötigte Akkuladung berechnet, und dann, sofern eine aktuell nicht ausreichende Akkuladung festgestellt wird, ein Betriebsparameter der Betriebstätigkeit, inklusive Geräteparamater des Bodenbearbeitungsgerätes, angepasst, um mit der aktuell zur Verfügung stehenden Akkuladung die geplante Betriebstätigkeit vollständig und erfolgreich beenden zu können. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer sofortigen zumindest teilweisen Nachladung des Akkumulators, was die Fertigstellung der Betriebstätigkeit einerseits verzögern würde und andererseits auch die Lebensdauer des Akkumulators in negativer Art und Weise beeinflussen könnte. Die tatsächlich innerhalb des Akkumulators zur Verfügung stehende Energiemenge, welche von dem Zustand des Akkumulators und dessen aktueller Ladekapazität abhängt, lässt eine Aussage darüber zu, ob die geplante Betriebstätigkeit vollständig oder mit veränderten Betriebsparametern ausgeführt werden kann. Sollte eine zur Verfügung stehende Energiemenge des Akkumulators auch mit variierten Betriebsparametern nicht ausreichen, um die Betriebstätigkeit erfolgreich auszuführen, ist selbstverständlich auch ein Abbruch der Betriebstätigkeit möglich, um den Akkumulator zunächst während einer Ruhephase aufzuladen.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Anpassung des Betriebsparameters eine Anpassung eines Betriebsparameters eines elektrischen Verbrauchers und/oder eines für eine Bodenbearbeitungstätigkeit verwendeten Bearbeitungsmittels und/oder eine Anpassung eines Bearbeitungsmodus des Bodenbearbeitungsgerätes beinhaltet. Die Betriebstätigkeit kann somit auf unterschiedliche Art und Weise so variiert werden, dass eine geringere Menge Energie zur Ausführung der Bodenbearbeitungstätigkeit benötigt wird. Beispielsweise kann ein elektrischer Verbraucher, zum Beispiel ein Antriebsmotor, in einen Eco-Modus geschaltet werden, welcher eine geringere Energiemenge benötigt als ein üblicherweise verwendeter Standardmodus. Des Weiteren kann eine Betriebstätigkeit, wie beispielsweise ein Reinigungsbetrieb, des Bodenbearbeitungsgerätes auch dadurch variiert werden, dass von einem Nassreinigungsmodus in einen Trockenreinigungsmodus geschaltet wird, so dass beispielsweise keine Pumpe zum Fördern von Flüssigkeit auf eine zu reinigende Fläche benötigt wird.
  • Insbesondere kann der variierte Betriebsparameter ausgewählt sein aus der Gruppe: Betrieb bzw. Nichtbetrieb eines elektrischen Verbrauchers, Drehzahl eines Antriebsmotors für einen Fahrantrieb des Bodenbearbeitungsgerätes, Drehzahl eines Antriebsmotors für ein Bodenbearbeitungselement, Drehzahl eines Antriebsmotors eines Gebläses, Betrieb bzw. Nichtbetrieb einer Flüssigkeitsauftragseinrichtung. Somit können elektrische Verbraucher des Bodenbearbeitungsgerätes entweder ganz abgeschaltet werden oder mit abweichenden Geräteparametern betrieben werden. Beispielsweise kann ein Elektromotor so variiert werden, dass dessen Drehzahl reduziert wird und dementsprechend auch eine benötigte Energiemenge sinkt. Elektrische Verbraucher des Bodenbearbeitungsgerätes können beispielsweise Antriebsmotoren für Räder des Bodenbearbeitungsgerätes, für angetriebene Bodenbearbeitungselemente, für ein Sauggebläse oder auch eine Pumpe einer Flüssigkeitsauftragseinrichtung sein. Insbesondere ist es möglich, dass die Antriebsmotoren in unterschiedlichen Modi betrieben werden können, beispielsweise einem Eco-Modus, einem Boost-Modus mit erhöhter Reinigungsleistung und weitere.
  • Jedem Arbeitsmodus können unterschiedliche Betriebsparameter zugeordnet sein, welche beispielsweise eine Saugleistung, Bürstenleistung und/oder Fahrtgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes beeinflussen. Die Beeinflussung erfolgt jedoch nur in einem solchen Maß, dass die Bodenbearbeitungstätigkeit dennoch erfolgreich abgeschlossen werden kann. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass mehrere Betriebsparameter angepasst werden, so dass nicht nur ein elektrischer Verbraucher die benötigte Differenzenergiemenge einspart, sondern mehrere elektrische Verbraucher gemeinsam.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, einen Betriebsparameter für einen definierten räumlichen Teilbereich einer Umgebung zu variieren. Der definierte räumliche Teilbereich kann beispielsweise ein Raum einer mehrere Räume umfassenden Wohnung sein, welcher mit abweichenden Betriebsparametern behandelt wird als einer oder mehrere andere räumliche Teilbereiche der Wohnung. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung bei einem sich selbsttätig fortbewegenden Bodenbearbeitungsgerät, welches eine Navigations- und Selbstlokalisierungseinrichtung zur selbsttätigen Fortbewegung innerhalb der Umgebung aufweist. Bei dieser Ausgestaltung kann eine Kartierung von räumlichen Teilbereichen durch beispielsweise ein Laserdistanzsystem oder eine Bilderfassungseinrichtung erfolgen, oder auch durch eine Nutzereingabe an dem Bodenbearbeitungsgerät selbst oder über ein externes Endgerät, welches beispielsweise ein mobiles Gerät wie ein Smartphone oder Tablet-Computer ist, das in Kommunikationsverbindung mit dem Bodenbearbeitungsgerät steht. Anhand der innerhalb der Umgebung aufgenommenen Messdaten kann eine Umgebungskarte für das Bodenbearbeitungsgerät erstellt werden, auf welche die Navigations- und Selbstlokalisierungseinrichtung zurückgreift. Auf diese Umgebungskarte kann vorzugsweise auch die Steuereinrichtung zugreifen, um einen räumlich begrenzten Teilbereich auszuwählen, in welchem ein oder mehrere Betriebsparameter variiert werden können, um einen Gesamtenergiebedarf des Bodenbearbeitungsgerätes zu reduzieren. Insbesondere kann die Steuereinrichtung einen solchen räumlichen Teilbereich auswählen, welcher eine üblicherweise geringere Verschmutzung aufweist als andere räumliche Teilbereiche. Des Weiteren kann der räumliche Teilbereich auch nach der Art und/oder Anzahl dort befindlicher Hindernisse und/oder in Abhängigkeit von der Beschaffenheit eines Bodenbelages ausgewählt werden, welche einen größeren Energieeinsatz für beispielsweise die Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes erfordern.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, einen Betriebsparameter bei zeitlich nacheinander auszuführenden Betriebstätigkeiten bezogen auf mehrere definierte räumliche Teilbereiche räumlich alternierend anzupassen, so dass ein Betriebsparameter während einer ersten Betriebstätigkeit in einem ersten Teilbereich angepasst wird und der Betriebsparameter während einer zweiten Betriebstätigkeit in einem von dem ersten Teilbereich verschiedenen zweiten Teilbereich angepasst wird. Durch eine zeitlich wechselnde Anpassung der Betriebsparameter in mehreren Teilbereichen kann eine gleichmäßige Bodenbearbeitungsleistung erreicht werden, so dass ein Betriebsparameter nicht nur immer in demselben Teilbereich angepasst wird, sondern vielmehr über eine bestimmte Betriebsdauer des Bodenbearbeitungsgerätes betrachtet gleichmäßig verteilt in allen Teilbereichen. Beispielsweise kann zur Einsparung einer Energiemenge zu einem ersten Zeitpunkt ein Eco-Modus in einem von mehreren Teilbereichen angewendet werden, während die übrigen Teilbereiche mit einem Standardmodus behandelt werden. Während einer zeitlich späteren Bodenbearbeitungstätigkeit kann dann ein Eco-Modus in einem anderen räumlichen Teilbereich eingestellt werden. Diese Auswahl kann beispielsweise mit jeder neuen Betriebstätigkeit verändert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Bodenbearbeitungsgerät eine Detektionseinrichtung aufweist, welche eingerichtet ist, einen den Energiebedarf beeinflussenden Umgebungsparameter zu detektieren und an die Steuereinrichtung zu übermitteln. Der den Energiebedarf beeinflussende Umgebungsparameter kann beispielsweise eine Eigenschaft einer zu bearbeitenden Fläche sein. Die Detektionseinrichtung kann besonders vorzugsweise einen Bodensensor aufweisen, welcher eine Bodenart, Bodenstruktur, Verschmutzungsart, einen Verschmutzungsgrad oder andere Parameter der zu bearbeitenden Fläche ermitteln kann. Die Parameter können gegebenenfalls durch einen Nutzer angepasst und/oder ergänzt werden. Anhand der von der Detektionseinrichtung aufgenommenen Parameter kann dann der Energiebedarf des Bodenbearbeitungsgerätes ermittelt werden. Bei hohen Verschmutzungsgraden ist beispielsweise eine intensivere Reinigungstätigkeit notwendig als bei nahezu sauberen Bodenflächen. Nach der Detektion der Umgebungsparameter überprüft die Steuereinrichtung vorzugsweise zunächst, ob die Bodenbearbeitung, hier insbesondere eine Reinigung, mit den gewählten Betriebsparametern und mit der zur Verfügung stehenden Energiemenge möglich ist. Diese Überprüfung kann derart erfolgen, dass das Bodenbearbeitungsgerät zunächst eine Bearbeitung mit den üblichen Betriebsparametern durchführt und dabei einen Energiebedarf für einzelne räumliche Teilbereiche bestimmt. Daraus wird dann ein Gesamtenergieverbrauch bestimmt und mit der zur Verfügung stehenden Energiemenge verglichen. Falls die Steuereinrichtung feststellt, dass der benötigte Gesamtenergiebedarf größer ist als die vorhandene zur Verfügung stehende Energiemenge, kann die Steuereinrichtung die Betriebsparameter für bestimmte räumliche Teilbereiche anpassen, so dass eine Betriebstätigkeit in allen räumlichen Teilbereichen der Umgebung mit der in dem Akkumulator gespeicherten Energiemenge möglich ist, ohne eine Nachladung durchführen zu müssen. Wie zuvor erläutert kann dies beispielsweise durch eine Änderung der Fahrgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes erreicht werden, oder auch durch eine Schnellreinigung der räumlichen Teilbereiche und dergleichen.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Steuereinrichtung ein Datenspeicher zugeordnet ist, welcher Referenzdaten für einen voraussichtlichen Energiebedarf zur Durchführung einer vordefinierten Betriebstätigkeit enthält. Beispielsweise können in dem Datenspeicher Daten aus zeitlich vorausgehenden Bodenbearbeitungstätigkeiten gespeichert sein, so dass die Steuereinrichtung einen zu erwartenden Energieverbrauch in beispielsweise definierten räumlichen Teilbereichen bestimmen kann und daraus einen Gesamtenergieverbrauch für eine Mehrzahl von Teilbereichen einer Umgebung errechnen kann. Ferner können typische Energieverbräuche für bestimmte Geräteparameter, Betriebsparameter, Bodentypen und/oder zu bearbeitende Flächen hinterlegt sein, aus welchen die Steuereinrichtung dann unter Kenntnis der aktuell zu bearbeitenden Fläche einen voraussichtlichen Energiebedarf bestimmen kann. Die Steuereinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes kann Steuerbefehle auch von einer zentralen Steuereinrichtung erhalten, die außerhalb des Bodenbearbeitungsgerätes angeordnet ist und über eine drahtlose Verbindung in Kommunikation mit der Steuereinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes steht. Beispielsweise ist hierzu eine drahtlose Kommunikationsverbindung wie WLAN, Bluetooth oder ZigBee vorteilhaft. Die zentrale Steuereinrichtung kann eine lokale Einrichtung eines externen Gerätes oder auch eine Einrichtung eines Cloud-Serversystems sein. Ebenso kann der der Steuereinrichtung zugeordnete Datenspeicher ein eigener Datenspeicher des Bodenbearbeitungsgerätes oder auch ein externer Datenspeicher sein.
  • Neben dem zuvor beschriebenen Bodenbearbeitungsgerät wird mit der Erfindung des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb eines Bodenbearbeitungsgerätes vorgeschlagen, welches mindestens einen elektrischen Verbraucher, einen Akkumulator zur Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes aufweist, wobei die Steuereinrichtung einen voraussichtlichen Energiebedarf eines oder mehrerer Verbraucher zur Durchführung und vollständigen Beendigung einer vordefinierten Betriebstätigkeit ermittelt, den Energiebedarf mit einer in dem Akkumulator gespeicherten Energiemenge vergleicht und in dem Fall, dass die gespeicherte Energiemenge geringer ist als der Energiebedarf, den Energiebedarf durch eine Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter der Betriebstätigkeit reduziert, um die Betriebstätigkeit erfolgreich auszuführen.
  • Das Verfahren dient insbesondere zum Betrieb eines zuvor beschriebenen Bodenbearbeitungsgerätes, so dass die in Bezug auf das Bodenbearbeitungsgerät erläuterten Merkmale und Vorteile gleichzeitig auch für das erfindungsgemäße Verfahren gelten.
  • Insbesondere kann in Bezug auf das Verfahren vorgesehen sein, dass ein Betriebsparameter eines elektrischen Verbrauchers ein für eine Bodenbearbeitungstätigkeit verwendetes Bearbeitungsmittel ein Bearbeitungsmodus des Bodenbearbeitungsgerätes variiert wird.
  • Des Weiteren wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung einen Betriebsparameter für einen definierten räumlichen Teilbereich einer Umgebung variiert.
  • Besonders bevorzugt wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung einen Betriebsparameter bei zeitlich nacheinander auszuführenden Betriebstätigkeiten bezogen auf mehrere definierte Teilbereiche räumlich alternierend anpasst, so dass ein Betriebsparameter während einer ersten Betriebstätigkeit in einem ersten Teilbereich angepasst wird und der Betriebsparameter während einer zweiten Betriebstätigkeit in einem von dem ersten Teilbereich verschiedenen zweiten Teilbereich angepasst wird.
  • Des Weiteren ist es möglich, dass die Steuereinrichtung den tatsächlichen Energiebedarf des Bodenbearbeitungsgerätes ab Beginn der Reinigungstätigkeit überwacht und durch einen permanenten Abgleich mit dem Ergebnis der zu Beginn der Reinigungstätigkeit vorgenommenen Berechnung des zu erwartenden Energiebedarfs ermittelt, ob die Prognose eher zutreffend war oder ob es unerwartete Abweichungen gibt, die eine weitere Anpassung der Betriebsparameter erfordern.
  • Bei allen Energiebedarfsberechnungen kann von der Steuereinrichtung regelmäßig berücksichtigt werden, dass in jedem Fall eine Restenergiemenge in dem Akkumulator zurückzuhalten ist, die eine sichere Rückkehr des Bodenbearbeitungsgerätes zu einer Lade- bzw. Basisstation ermöglicht.
  • Der Energieverbrauch während der Betriebstätigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes kann in Form einer Energiehüllkurve im Datenspeicher der Steuereinrichtung abgelegt sein. Diese Energiehüllkurve umfasst eine nach Zeit-Wegstrecke abgelegte Folge von Energieverbrauchswerten, die über einen zusätzlichen Berechnungsschritt geglättet sind. Anhand von Vergleichsbetrachtungen derartiger Energiehüllkurven, die für alle räumlichen Teilbereiche abgelegt sind, kann die Steuereinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes vor Beginn einer Betriebstätigkeit einen räumlichen Teilbereich ermitteln, der möglichst optimal mit der zur Verfügung stehenden Energiemenge gereinigt werden kann und auf diesem Wege eine Anpassung daran durch eine Auswahl geeigneter räumlicher Teilbereiche vornehmen.
  • Des Weiteren kann eine Energiekarte von dem Bodenbearbeitungsgerät erstellt werden, die eine zusätzliche Karte zu der von dem Reinigungsgerät erstellten Umgebungskarte ist. Die Energiekarte stellt den tatsächlichen Energieverbrauch des Bodenbearbeitungsgerätes an jeder befahrenen Position in der Umgebung dar. Die Energiekarte kann einem Nutzer auf einem externen Endgerät, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, Laptop oder ähnlichem angezeigt werden. Dabei können die Energiewerte durch einen korrespondierenden Farbwert dargestellt werden, so dass ähnlich einer thermografischen Darstellung leicht erkannt werden kann, an welcher Stelle eines Raumes ein besonders hoher oder niedriger Energieverbrauch stattgefunden hat. Auf diesem Wege kann der Nutzer zum Beispiel räumliche Teilbereiche definieren, die für eine zukünftige Reinigungsfahrt unter energiesparenden Gesichtspunkten ausgenommen werden darf. Auch denkbar ist eine von dem Nutzer vorgenommene Identifizierung und gegebenenfalls Beseitigung möglicher Gründe für einen hohen Energiebedarf. So kann ein Abrücken von Stühlen an einem Tisch oder das Versetzen einer Vase in der Umgebung die Verfahrstrategie des Bodenbearbeitungsgerätes so positiv beeinflussen, dass eine vereinfachte und energiesparende Betriebstätigkeit mit geringeren Rangiermanövern möglich ist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Bodenbearbeitungsgerät mit einer ersten Einstellung von Betriebsparametern,
    Fig. 2
    das Bodenbearbeitungsgerät mit einer zweiten Einstellung von Betriebsparametern.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Figur 1 zeigt in einer teilweise aufgebrochenen perspektivischen Darstellung ein Bodenbearbeitungsgerät 1, welches als sich selbsttätig fortbewegender Reinigungsroboter ausgebildet ist. Das Bodenbearbeitungsgerät 1 weist motorisch angetriebene Räder 11 zur Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 1 innerhalb einer Umgebung auf. Des Weiteren verfügt das Bodenbearbeitungsgerät 1 über eine Navigationseinrichtung mit einer Abstandsmesseinrichtung 12, welche hier beispielsweise als optische Triangulationsmesseinrichtung ausgebildet ist. Die Abstandsmesseinrichtung 12 misst Abstände zu in der Umgebung vorhandenen Hindernissen, wie beispielsweise Möbeln, Wänden Personen. Eine Steuereinrichtung 4 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 erstellt aus den Abstandsmessdaten eine Umgebungskarte der Umgebung, anhand welcher sich das Bodenbearbeitungsgerät 1 während einer Fortbewegung orientieren kann. Der Steuereinrichtung 4 ist des Weiteren ein Datenspeicher 10 zugeordnet, in welchem einerseits eine erstellte Umgebungskarte gespeichert sein kann, und andererseits Reinigungsprofile mit bei einer Betriebstätigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes 1, d. h. einer Reinigung einer Fläche, anzuwendenden Betriebsparametern.
  • Das Bodenbearbeitungsgerät 1 weist ein Bodenbearbeitungselement 5 auf, welches hier eine von einem Elektromotor (nicht dargestellt) angetriebene Reinigungswalze ist, die über eine zu bearbeitende Fläche streicht. Der Elektromotor ist ein elektrischer Verbraucher 2 im Sinne der Darstellung. Des Weiteren verfügt das Bodenbearbeitungsgerät 1 über ein ebenfalls von einem Elektromotor angetriebenes Gebläse 6, welches Hauptbestandteil einer Saugeinrichtung ist, mittels welcher das Bodenbearbeitungsgerät 1 Staub und Schmutz von einer zu reinigenden Fläche in eine Saugkammer einsaugen kann. Der Elektromotor des Gebläses 6 ist ebenfalls ein elektrischer Verbraucher 2 des Bodenbearbeitungsgerätes 1. Zur Energieversorgung der Verbraucher 2 verfügt das Bodenbearbeitungsgerät 1 über Akkumulatoren 3, welche beispielsweise an einer Basisstation für das Bodenbearbeitungsgerät 1 aufgeladen werden können.
  • Des Weiteren weist das Bodenbearbeitungsgerät 1 unterseitig, d. h. an einer in Richtung der zu bearbeitenden Fläche zeigenden Gehäuseseite, eine Detektionseinrichtung (nicht dargestellt) auf, welche eingerichtet ist, Umgebungsparameter wie Eigenschaften der zu bearbeitenden Fläche zu detektieren. Hierzu zählen beispielsweise eine Bodenart und ein Verschmutzungsgrad der zu bearbeitenden Fläche. Die Detektionseinrichtung weist hier beispielsweise eine Bilderfassungseinrichtung auf, welche Bilder der Bodenfläche aufnimmt.
  • Die Steuereinrichtung 4 vergleicht die von der Detektionseinrichtung aufgenommenen Bilder mit Referenzbildern, um auf eine Bodenart und einen Verschmutzungsgrad der Fläche rückschließen zu können. Der Datenspeicher 10 kann bezogen auf bestimmte Bodenarten, Verschmutzungsgrade und bestimmte räumliche Teilbereiche 7, 8, 9 einer zu reinigenden Fläche, beispielsweise Räume einer Wohnung, tabellenartig Betriebsparameter beinhalten, welche üblicherweise zur Bearbeitung einer solchen Fläche mit solchen Verschmutzungsgraden geeignet sind. Des Weiteren ist diesen Betriebsparametern zugeordnet eine Angabe über einen voraussichtlichen Energiebedarf der zum Betrieb des Bodenbearbeitungsgerätes 1 benötigten Verbraucher 2, d. h. des die Räder 11 antreibenden Antriebsmotors, des das Gebläse 6 antreibenden Antriebsmotors und des das Bodenbearbeitungselement 5 antreibenden Antriebsmotors.
  • Die Erfindung gemäß den Figuren 1 und 2 erfolgt beispielsweise so, dass zunächst Reinigungsprofile für bestimmte Betriebstätigkeiten des Bodenbearbeitungsgerätes 1 festgelegt werden, die einen oder mehrere Betriebsparameter beinhalten. Die Reinigungsprofile umfassen hier beispielsweise verschiedene Reinigungsmodi, nämlich einen relativ energiesparsamen Eco-Modus und einen Boost-Modus mit demgegenüber erhöhtem Energiebedarf der Verbraucher 2. Die verschiedenen Reinigungsmodi sind durch unterschiedliche Betriebsparameter gekennzeichnet, wie beispielsweise eine bestimmte Saugleistung des Gebläses 6, eine bestimmte Reinigungsleistung des Bodenbearbeitungselementes 5 oder eine bestimmte Fahrtgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes 1 mittels der angetriebenen Räder 11. Des Weiteren kann ein Reinigungsmodus bzw. ein Reinigungsprofil auch eine bestimmte Reinigungsart festlegen, beispielsweise eine Trockenreinigung der zu reinigenden Fläche mittels des Gebläses 6 und des Bodenbearbeitungselementes 5 oder eine Nassreinigung, bei welcher eine Reinigungsflüssigkeit auf das Bodenbearbeitungselement 5 die zu reinigende Fläche aufgetragen wird.
  • Des Weiteren werden räumliche Teilbereiche 7, 8, 9 der zu reinigenden Räumlichkeiten mittels der Abstandsmesseinrichtung 12 erfasst oder alternativ durch eine Eingabe an dem Bodenbearbeitungsgerät 1 oder einem mit dem Bodenbearbeitungsgerät 1 in Kommunikationsverbindung stehenden externen Endgerät an das Bodenbearbeitungsgerät 1 übergeben. Des Weiteren können Umgebungsparameter, welche den Energiebedarf der Verbraucher 2 beeinflussen, mittels der Detektionseinrichtung detektiert werden. Die Detektionserkennung kann beispielsweise optisch oder alternativ auch akustisch eine Bodenerkennung durchführen. Die Detektionsergebnisse können gegebenenfalls durch einen Nutzer des Bodenbearbeitungsgerätes 1 angepasst oder ergänzt werden.
  • Nach der Detektion der Umgebungsparameter und der Definition von Reinigungsprofilen mit bestimmten Reinigungsmodi überprüft die Steuereinrichtung 4 des Bodenbearbeitungsgerätes 1, ob eine von dem Nutzer ausgewählte Betriebstätigkeit, d. h. beispielsweise ein bestimmter Reinigungsmodus, mit dem aktuellen Ladezustand des Akkumulators 3 erfolgen kann, d. h. ob die in dem Akkumulator 3 gespeicherte Energiemenge ausreicht, um die Betriebstätigkeit unter Verwendung definierter Betriebsparameter auszuführen. Diese Überprüfung kann derart erfolgen, dass das Bodenbearbeitungsgerät 1 zunächst eine Bearbeitung mit den voreingestellten Standard-Betriebsparamatern durchführt und dabei einen Energiebedarf der Verbraucher 2 innerhalb der einzelnen räumlichen Teilbereiche 7, 8, 9 bestimmt. Aus den benötigten Energiemengen wird ein Gesamtenergieverbrauch für alle Verbraucher 2 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 errechnet und mit der in dem Akkumulator 3 gespeicherten Energiemenge verglichen. Falls die Steuereinrichtung 4 feststellt, dass der Gesamtenergieverbrauch höher ist als die gespeicherte Energiemenge des Akkumulators 3 passt die Steuereinrichtung 4 die Betriebsparameter für beispielsweise zwei räumliche Teilbereiche 7, 8 aller zu reinigenden Teilbereiche 7, 8, 9 an. Dadurch ist eine Reinigung aller räumlichen Teilbereiche 7, 8, 9 mit der aktuell gespeicherten Energiemenge möglich. Der geänderte Betriebsparameter ist hier beispielsweise die Änderung (Erhöhung) einer durchschnittlichen Fahrtgeschwindigkeit des Bodenbearbeitungsgerätes 1 während des Reinigungsbetriebs, so dass sich insgesamt eine kürzere Gesamtzeit für einen Reinigungsbetrieb ergibt. Dadurch erfolgt eine Schnellreinigung der räumlichen Teilbereiche 7, 8, die eine insgesamt geringere Energiemenge erfordert. In diesem Sinne kann eine Grobreinigung vorgesehen sein, bei welcher die Fahrstrategie des Bodenbearbeitungsgerätes 1 so angepasst wird, dass gegebenenfalls nur die Hauptflächen eines zu reinigenden Bereiches gereinigt werden, während schwer zugängliche Flächen, zum Beispiel unterhalb einer Esstischgruppe mit Stühlen, welche eine Vielzahl von Rangierschritten erfordert, nicht gereinigt werden. Auch eine Reinigung von Raumecken mit einer Vielzahl von Vor- und Zurückbewegungen kann zugunsten einer gleichmäßig ausführbaren Kurvenfahrt weniger gründlich ausgeführt werden, wobei ein nicht überfahrener und ungereinigt bleibender Eckbereich entsteht, der von einem Nutzer im Sinne einer Grobreinigung tolerierbar ist.
  • Des Weiteren ist es denkbar, dass ein Reinigungsprofil bezogen auf die räumlichen Teilbereiche 7, 8, 9 alterniert, damit die Reinigungsqualität innerhalb aller räumlichen Teilbereiche 7, 8, 9 (bezogen auf eine längere Betriebsdauer des Bodenbearbeitungsgerätes 1) homogen bleibt. Alternativ zu einer automatischen Anpassung der Betriebsparameter ist es auch möglich, dass ein Nutzer von dem Bodenbearbeitungsgerät 1 oder einem damit in Kommunikationsverbindung stehenden externen Gerät über eine Notwendigkeit einer Anpassung der Betriebsparameter informiert wird und der Nutzer dann einem Vorschlag für Betriebsparameter zustimmen oder diesen ablehnen kann. Während der Betriebstätigkeit könnte ein Energiebedarf auch kurzfristig erhöht werden, falls ein Staubmengensensor ein lokales, temporäres erhöhtes Schmutzaufkommen detektiert.
  • Zusätzlich kann eine Detektionseinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes 1 feststellen, in welchem Zustand der Akkumulator 3 ist, d. h. welche aktuelle Ladekapazität dieser aufweist und wie ein Alterungszustand ist. Daraus kann die zur Verfügung stehende aktuell gespeicherte Energiemenge ermittelt werden. Diese Informationen können kontinuierlich oder in zufälligen oder festgelegten Zeitabständen erfasst werden.
  • Es ist möglich, dass das Bodenbearbeitungsgerät 1 typische Energieverbräuche der Verbraucher 2 aus früheren Betriebstätigkeiten bestimmt. Ferner können typische Energieverbräuche für bestimmte Betriebsparameter, Bodenarten, Verschmutzungsgrade und dergleichen hinterlegt sein, aus welchen die Steuereinrichtung 4 dann beispielsweise in Abhängigkeit von einer bekannten Bodenart und in Abhängigkeit gewählter Betriebsparameter einen Energiebedarf bestimmen kann. Die Steuereinrichtung 4 kann grundsätzlich eine lokale Steuereinrichtung 4 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 sein oder auch eine externe Zentraleinheit, die außerhalb des Bodenbearbeitungsgerätes 1 angeordnet ist und die über einen drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationskanal mit dem Bodenbearbeitungsgerät 1 in Kommunikationsverbindung steht. Die Zentraleinheit kann beispielsweise Teil eines Cloud-Serversystems sein.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist es möglich, dass drei räumliche Teilbereiche 7, 8, 9 nach einem von einem Nutzer gewählten Reinigungsprofil gereinigt werden sollen. Alle räumlichen Teilbereiche 7, 8, 9 sollen wie in Figur 1 dargestellt in einem Boost-Modus gereinigt werden, welcher eine bestimmte Saugleistung des Gebläses 6 und eine bestimmte Bürstenleistung des Bodenbearbeitungselementes 5 erfordert. Nach der Bestimmung des Gesamtenergiebedarfs für alle an der Betriebstätigkeit beteiligten Verbraucher 2 stellt die Steuereinrichtung 4 fest, dass die in dem Akkumulator 3 gespeicherte Energiemenge nicht ausreicht, um das gewünschte Reinigungsprofil in allen Teilbereichen 7, 8, 9 vollständig auszuführen. Die Steuereinrichtung 4 verändert das Reinigungsprofil daraufhin - wie in Figur 2 dargestellt - so, dass zwei der räumlichen Teilbereiche 7, 8, 9, nämlich die räumlichen Teilbereiche 7 und 8, in einem Eco-Modus gereinigt werden, welcher einen geringeren Energiebedarf aufweist. Der weitere räumliche Teilbereich 9 wird nach wie vor in einem Boost-Modus behandelt. Um eine annähernd gleiche Reinigungsqualität in allen Teilbereichen 7, 8, 9 zu erreichen, kann der Boost-Modus zeitlich alternierend auch in den übrigen räumlichen Teilbereichen 7, 8 verwendet werden, so dass sich der räumliche Teilbereich 7, 8, 9, welcher mit dem Boost-Modus behandelt wird, von Betriebstätigkeit zu Betriebstätigkeit ändert. Bei einem nächsten Reinigungsbetrieb wird dann entweder der räumliche Teilbereich 7 oder der räumliche Teilbereich 8 mit einem Boost-Modus behandelt wird, während die anderen räumlichen Teilbereiche 8, 9 bzw. 7, 9 dann mit dem Eco-Modus behandelt werden.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Bodenbearbeitungsgerät
    2
    Verbraucher
    3
    Akkumulator
    4
    Steuereinrichtung
    5
    Bodenbearbeitungselement
    6
    Gebläse
    7
    Räumlicher Teilbereich
    8
    Räumlicher Teilbereich
    9
    Räumlicher Teilbereich
    10
    Datenspeicher
    11
    Rad
    12
    Abstandsmesseinrichtung

Claims (10)

  1. Bodenbearbeitungsgerät (1) mit mindestens einem elektrischen Verbraucher (2), einem Akkumulator (3) zur Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers (2) und einer Steuereinrichtung (4) zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, einen voraussichtlichen Energiebedarf eines oder mehrerer Verbraucher (2) zur Durchführung und vollständigen Beendigung einer vordefinierten Betriebstätigkeit zu ermitteln, den voraussichtlichen Energiebedarf mit einer in dem Akkumulator (3) gespeicherten Energiemenge zu vergleichen und in dem Fall, dass die gespeicherte Energiemenge geringer ist als der Energiebedarf, den Energiebedarf durch eine Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter der Betriebstätigkeit zu reduzieren, um die Betriebstätigkeit erfolgreich auszuführen.
  2. Bodenbearbeitungsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des Betriebsparameters eine Anpassung eines Betriebsparameters eines elektrischen Verbrauchers (2) und/oder eines für eine Bodenbearbeitungstätigkeit verwendeten Bearbeitungsmittels und/ oder eine Anpassung eines Bearbeitungsmodus des Bodenbearbeitungsgerätes (1) beinhaltet.
  3. Bodenbearbeitungsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter ausgewählt ist aus der Gruppe: Betrieb bzw. Nichtbetrieb eines elektrischen Verbrauchers (2), Drehzahl eines Antriebsmotors für einen Fahrantrieb des Bodenbearbeitungsgerätes (1), Drehzahl eines Antriebsmotors für ein Bodenbearbeitungselement (5), Drehzahl eines Antriebsmotors eines Gebläses (6), Betrieb bzw. Nichtbetrieb einer Flüssigkeitsauftragseinrichtung.
  4. Bodenbearbeitungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, einen Betriebsparameter für einen definierten räumlichen Teilbereich (7, 8, 9) einer Umgebung zu variieren.
  5. Bodenbearbeitungsgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, einen Betriebsparameter bei zeitlich nacheinander auszuführenden Betriebstätigkeiten bezogen auf mehrere definierte räumliche Teilbereiche (7, 8, 9) räumlich alternierend anzupassen, so dass ein Betriebsparameter während einer ersten Betriebstätigkeit in einem ersten Teilbereich (7, 8, 9) angepasst wird und der Betriebsparameter während einer zweiten Betriebstätigkeit in einem von dem ersten Teilbereich (7, 8, 9) verschiedenen zweiten Teilbereich (7, 8, 9) angepasst wird.
  6. Bodenbearbeitungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung, welche eingerichtet ist, einen den Energiebedarf beeinflussenden Umgebungsparameter, insbesondere eine Eigenschaft einer zu bearbeitenden Fläche, zu detektieren und an die Steuereinrichtung (4) zu übermitteln.
  7. Bodenbearbeitungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung (4) ein Datenspeicher (10) zugeordnet ist, welcher Referenzdaten für einen voraussichtlichen Energiebedarf zur Durchführung einer vordefinierten Betriebstätigkeit enthält.
  8. Verfahren zum Betrieb eines Bodenbearbeitungsgerätes (1) mit mindestens einem elektrischen Verbraucher (2), einem Akkumulator (3) zur Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers (2) und einer Steuereinrichtung (4) zur Steuerung des Bodenbearbeitungsgerätes (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) einen voraussichtlichen Energiebedarf eines oder mehrerer Verbraucher (2) zur Durchführung und vollständigen Beendigung einer vordefinierten Betriebstätigkeit ermittelt, den Energiebedarf mit einer in dem Akkumulator (3) gespeicherten Energiemenge vergleicht und in dem Fall, dass die gespeicherte Energiemenge geringer ist als der Energiebedarf, den Energiebedarf durch eine Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter der Betriebstätigkeit reduziert, um die Betriebstätigkeit erfolgreich auszuführen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebsparameter eines elektrischen Verbrauchers (2) und/ oder ein für eine Bodenbearbeitungstätigkeit verwendetes Bearbeitungsmittel und/ oder ein Bearbeitungsmodus des Bodenbearbeitungsgerätes (1) variiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) einen Betriebsparameter für einen definierten räumlichen Teilbereich (7, 8, 9) einer Umgebung variiert, insbesondere einen Betriebsparameter bei zeitlich nacheinander auszuführenden Betriebstätigkeiten bezogen auf mehrere definierte Teilbereiche (7, 8, 9) räumlich alternierend anpasst, so dass ein Betriebsparameter während einer ersten Betriebstätigkeit in einem ersten Teilbereich (7, 8, 9) angepasst wird und der Betriebsparameter während einer zweiten Betriebstätigkeit in einem von dem ersten Teilbereich (7, 8, 9)verschiedenen zweiten Teilbereich (7, 8, 9) angepasst wird.
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